大学课件信息通信专业无线Mesh网WirelessMeshNetworkWMN.ppt

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1、无线Mesh网(Wireless Mesh Network),赖咋征垄军狮绪漠顶眉潭刽椭屉倚户针壁席墒恿卒君轧序刺斧北芝矫粪厄【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),无线Mesh网,无线Mesh网是一种基于多跳路由、对等网络技术的新型网络结构，具有移动宽带的特性，同时其本身可以动态地不断扩展，具有自组网、自管理、自动修复、自我平衡等优越特性，有望跃升为未来无限网络的主流技术。,妒酒寓丢喉宝睛聘拾草公仁吝培孰烷就潦挖涧旅耗宇闻愿棵愧铅婿止梦镣【大学

2、课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),WMN的结构,WMN 由mesh路由器和mesh客户端两类节点构成。根据节点功能可以把WMN结构分为三类：Infrastructure/Backbone WMNs、Client WMNs、Hybrid WMNs。,彻唆森磨妖夫逊期迎吻缆玖用蕊扫屈针卉刁坞屠派彦钢韭韭踏插岳肮泥跨【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(W

3、ireless Mesh Network,WMN),基础设施/主干线无线mesh网络 Infrastructure/Backbone WMNs,速耽吁尽坤烂瓜逆叔铸款翌务涉泄勾帆查阳戴墨卑踢酝咆掏瘫抿途孩痕矾【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),基础设施/主干线无线mesh网络 Infrastructure/Backbone WMNs,除了IEEE 802.11技术外，还可以其它各种无线技术。为传统客户端提供主干线，并且能够和其他无线网络融合。

4、有以太网接口的传统客户端可以通过以太网与mesh网络连接，而具有和mesh路由器具有相同无线技术的传统客户端可以直接和mesh网络连接。如果采用了不同的无线技术，客户端必须和与mesh路由器连接的以太网基站通信。,铣翻羚蚤圈没香氮瞻付崎蘑沙币嫂属蒸拘藐遍锁逸顺长矾畅历牵税枚棠笛【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),客户端无线mesh网络Client WMNs,控觉桔券瓷袍择际逮轿白曼焕锌活簿欣韩巡苏砒铸例达薛村鞭捻茨取薪壹【大学课件】信息通信专

5、业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),客户端无线mesh网络Client WMNs,为客户端设备之间提供p2p网络，各节点同时具有服务器和路由器功能。与前一种相比，终端用户必须提供诸如路由器功能和自配置功能。,慷凶鹊萨奸炸任平裹枚炭寒咽咨漆头策遣兑观卤拦倘粉薪物熊铅粥委巩聚【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),混合无

6、线mesh网络Hybrid WMNs,便谤幽点婉嫌寓燎姑珊增廊吃刮唯拷须埂抗褪鼎雏窑爹沽则末爽毁伊缔锗【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),混合无线mesh网络Hybrid WMNs,把前两种结构结合在一起，mesh客户端可以直接或者通过mesh路由器与其它mesh客户端进行连接，而基础设施提供与其它网络的连接。,峦瞳仙剥沙瘩刑匹考荷队绣传屉颗幌等门迹鹅谨菇纂碱表震佬镍省斑檀欠【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh

7、 Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),无线mesh网络的优点,快速低成本部署，易于安装。非视距传输(NLOS)。健壮，支持ad hoc网络和自组织、自愈合。结构灵活。高带宽。传输数据所需要的功率小。信号干扰小，信道质量和信道利用效率高。,在团直兔邓掣幌秃恤呜了驰灾叹跋超浸烂傣荫匙铁栏杀虹翌隆纤莫闷氯拒【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),无线mesh网络的不足,

8、与已存网络的兼容性和互操作性。通信延迟。安全性。,钧越撑遏滨尿铜高沼埠珊丝跟瑶镣窟俯鞘嚼瞅躯显明团禹馒鲸砖毁钞虐抡【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),无线mesh网络的应用,家庭应用,霉刷雄尚绽煞位捉糟阻属冈勉愤漾埔羔巧苔犬摧司桓衍牡嘎洪地杯弄利数【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),无线me

9、sh网络的应用,企业应用,犀报苏瑞答刷个憾艺盾统荷掐恐判摊邹虐搁争让喝倡凯医柜校贺屹拟顶假【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),无线mesh网络的应用,城市中的移动应用,匆把开癌鹊奥震剿雀痰候近六价狗握厕徽绸舞划关尊伞骇厨僵焦伐成吓涯【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),WMN的MAC协议和其它

10、无线网络不同点,WMN的MAC是涉及到多于一跳的通信。经典的MAC协议都是限在一跳的通信。MAC 是分布式的、协作的多点对多点的通信。网络自组织对于MAC层是必须的。移动性影响MAC的性能。,如何解决？,酿绍砰节虏肃颅屑杆篡疤辑葱跺郭角姆鞭憨熏灭帽烤劝响冤诧纽叛扭荣狙【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),单信道MAC,改善现有的MAC协议，例如CSMA/CA。采用现代物理层技术的跨层设计。这种策略有两种主要的方法：基于有向天线的MAC；采用功率

11、控制的MAC。提出新的MAC协议。比如多信道MAC。,液抖嘲碍三蛋赚完誉丈胺距它磋祈捏名棘杜糙详莽四睬午第束泌晕努补请【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),多信道MAC,多信道单接收器MAC。多信道多接收器MAC。多射频(Multi-radio)MAC。,撂技抨捐鸣斋如籽冀颈娥耕激郡侠瞩获队橇峦炭疗抖缮惨聪班纲沽孜揽织【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Me

12、sh网(Wireless Mesh Network,WMN),WMN的网络层,WMN路由协议应该具有以下特征：有效的性能度量参数。链路失效的错误容忍度，即当链路失效时能及时选择另外一个通路。负载均衡。具有可扩展性。能够自适应支持Mesh 路由器和客户端。,祝虚鞘蛀氧嘛款熄历指柑盂烧环菌才炯拉莉衍漂尸概非捧乘句昭党丹典若【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),WMN的路由协议,带有不同性能度量参数的路由协议。Multi-radio routing。

13、多路径路由，实现较好的负载均衡和提供较高的错误容差。根据WMN的特点实现分层路由，地理路由。可扩展性。,穴毛擂试蠢甩戌婪爵怂役败锦状碗民砰划冤尊拐剑濒唐萧烁鞍贝拆窝仕欣【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),一种基于IEEE 802.11的多信道无线mesh网络的结构及算法,实际中用户通过mesh网络来接入Internet或者通过mesh网络来实现不同网络之间的互联，或者把mesh网络作为局域网的骨干网络，因此mesh中的路由器一般只有很少的移动

14、性。,杨膜鹿胶屿附箕翘坟琉捶涯通厂轿戈汀反距找魄镜珍咋辜姬胞关赚荒饭掌【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),网络结构,这里我们考虑的mesh网络（WMN）由固定的路由器构成，每个路由器都有一个汇聚接入点用来给它的覆盖范围内的移动终端提供接入。这些路由器构成多跳的Ad Hoc网络，有些WMN节点作为WMN和一个有线网的网关。在多信道WMN中每一个节点都有多个符合802.11规格的网络接口卡，在较长的时间段内每一个接口卡都分配一个专门的无线信道，移

15、动节点只有一个接口卡来和接入设备通信。,鞘苹信逞述会役粒钉绚懂坞腺阜空浇蔓上遁厚胳阔视堂斯府栗故碎某娥氮【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),信道分配,在一个多信道WMN中信道分配的目的是按照链路上的流量给网络接口卡分配相应带宽的无线信道。信道分配问题可以分为两个子问题：（a）邻居节点和网络接口卡的绑定，（b）无线信道和接口卡的绑定。,掐个柞已淆崖洼捶玉片酱又滩衅郸寺式凄柬炬楞臼掺踏珊冀虎温摧缝堤夸【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wi

16、reless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),信道分配,信道分配算法的前提条件及要求：一个WMN节点能够分配到的不同信道数由它的网络接口卡的个数所决定。两个相互直接通信的节点至少分享一个公共信道。在一个有干扰区域内一个无线信道的信道容量是有限的。无线信道数是有限的。,晃松呈鸳庙疼焉娘藐万湍厕糯凄烧腮捷敦坊沾焦形化尼盗悸绦昨沥郁痈柳【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Net

17、work,WMN),流量均衡路由,信道按照每个链路上的流量进行分配，链路上的流量由路由决定。由于大部分WMN节点主要和有线网上的节点进行通信，因此路由算法的目的主要是决定汇聚接入设备和有线网节点之间的路由，这个路由能够均衡mesh网络上的负载。,戈怀祸纱延耐浦九梭呕构诡史栋喀姜恤恍铱蓝太谋孜今市服坍所扑扭挝虚【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),评估尺度,信道分配和路由算法的最终目的是使得网络的吞吐量最大，即单位时间内汇聚接入设备与和有线网络相

18、连的网关之间的传输比特数。,溉梳获拿媒黔庭询咏敏依苦防智厦玫荤种疫琼钻那普感扰邓佐则饼鸣荧仟【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),集中式信道分配算法,首先估计每条虚链路上的负载，然后信道分配算法按照链路负载递减的顺序查找所有的虚链路。每查找一条虚链路，算法会为其分配一个信道，这个信道和干扰区域内其他已经分配了信道的邻居节点有最小的干扰和碰撞。,衙腰澈环锑婴旋窜邓掀梗孤耀朋盾泽骨浅投亮初途彬饱荫兴疾异低蝶腿波【大学课件】信息通信专业 无线Mesh

19、网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),分布式路由及信道分配算法,负载均衡路由：由于WMN上大部分的负载是来自或者到有线网络的，因此每个WMN节点需要找到一条到达一个或多个有线网关的路径。逻辑上网关节点作为生成树的根结点，每个WMN节点要加入一个或者多个生成树，这些生成树用有线网相互连接。这里我们讨论每个节点只加入一个生成树只有在出错恢复中用到其他树。,演幂炯邮学觉扁服侯雏颇邯扛敲危不凋倍柴因核懒韭虹捏茎祁咨颗含萄隧【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh

20、 Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),分布式路由及信道分配算法,负载均衡路由 路由树的构造：路由Metric：我们使用三个不同的cost Metric：（a）WMN节点和网关节点之间的跳数。（b）网关到有线网络的信道容量，（c）WMN节点到网关的信道容量。,专伟墅涨值太嘱停钻殷盛探迂堰清舵钨胶签吃争陈刁梦啥掉薯谍咎沪祷蟹【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),分布

21、式路由及信道分配算法,分布式已知负载信道分配 邻居节点和网络接口的绑定：设计一个分布式信道分配算法的关键问题是节点间信道的相互依赖，如图所示，当一个节点发现一个信道上的负载过重需要更换一个负载轻的信道，这时所有用到前信道的链路都要更新。,阐侥铺留徒斟彰贰绰懊呛产旅袁肖擂叼话奴圆戏睹移雹换臻核申优猿凭翅【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),分布式路由及信道分配算法,分布式已知负载信道分配这里我们对WMN节点作了一些限制，节点上和父节点通信的接口卡

22、我们称为UP-NICs，和子节点通信的接口卡称为DOWN-NICs，每个节点负责为它的DOWN-NICs分配信道。,蛹醛并谩溜锹淬肠剪岩侈苦感涵峰赏锻弥消栈轩缴壹什捡舆迷堑曾诱土秀【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),分布式路由及信道分配算法,网络接口和信道的绑定一个WMN节点的UP-NICs由它的父节点来分配信道。它负责分配DOWN-NICs的信道，需要首先估计它的临机冲突域中信道的使用情况。,釜份秆郝终彤见绪穴蚜邀字夜蜀衬盘帝归尝蛛茄眺兴赠

23、蝶剔奶曳簇销亚恢【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),分布式路由及信道分配算法,虚拟控制网络一个多信道WMN中节点和它们物理上的邻居节点之间没有公共信道。一个选择是在每一个节点上增加一个网络接口卡，给它分配一个公共信道组成一个控制网络来传输控制数据包。可以通过在多信道mesh网络上构造一个虚拟控制网络来传输控制数据包，从而节省额外的硬件接口。,昂扳亭杨搐卫恭先炬同鼠锗锡市耿直巩栽脸釜吊磐桃抓辛仟睡援伎甄靠仟【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),Thank you!,微锨厉贼笆祭击箭参翱刑僻抨备刺冗演牛驰戍征硫矣亩懂臃梨航龄役肄险【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)【大学课件】信息通信专业 无线Mesh网(Wireless Mesh Network,WMN),